Защита гидросферы. Методы и средства защиты

Реферат

Гидросфера представляет собой одну из геологических оболочек нашей планеты. Она включает в себя океаны, моря, все водные объекты суши (реки, озера, болота и водохранилища), подземные воды, ледники и снежный покров. Основным компонентом гидросферы является вода.

За прошлый век потребление человечеством воды выросло более чем в 10 раз. Такое потребление может приводить к обмелению рек и озер. Так понизился уровень Аральского моря, так как впадающие в него реки Амударья и Сырдарья стали менее полноводными из-за использования их вод для орошения полей.

Большую опасность, чем дефицит воды, представляет собой загрязнение гидросферы. Человечество превращает огромное количество чистой воды в сточные воды, загрязненные его бытовыми, промышленными и сельско-хозяйственными отходами. Постройка очистных сооружений во многом решает эту проблему, однако по-прежнему происходят сбросы в реки, озера, моря и океаны. В Мировом океане наибольшему загрязнению подверглись прибрежные зоны и судоходные пути.

Загрязнение водных ресурсов. Типы загрязнения

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

Водоемы загрязняются поверхностными стоками (смывы с земной поверхности) и сточными водами. Основными источниками загрязне­ний являются жилищно-коммунальное хозяйство, промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:

механическое

химическое

бактериальное и биологическое

радиоактивное

тепловое —

Защита гидросферы. Методы и средства защиты

Задача очистки вредных сбросов не менее, а даже более сложна и масштабна, чем очистки промышленных выбросов.

В отличие от рассеивания выбросов в атмосфере разбавление и снижение концентраций вредных веществ в водоемах происходит хуже, водная среда более ранима и чувствительна к загрязнениям.

12 стр., 5823 слов

Газоанализаторы вредных веществ в воздухе рабочей зоны

... видимой областях спектра. Большое распространение для определения вредных веществ в воздухе промышленных предприятий нашли фотометрические газоанализаторы, основанные на поглощении лучистой энергии в видимой области ... здания должны размещаться около вентиляционных рассеивателей воздуха, а источники вредных веществ около вытяжек; загрязнения должны удаляться по самому короткому пути и помещения, в ...

Для защиты гидросферы от вредных сбросов применяются сле­дующие методы и средства:

  • разбавлением вредных веществ в водоемах до допустимых концентраций с применением специально организованных и рассредоточенных выпусков;
  • использованием средств очистки стоков.

Методы очистки сточных вод можно подразделить на:

  • механические;
  • физико − химические;
  • биологические.

1 .Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка).

Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Механическая очистка сточных вод от взвешенных веществ (твердых частиц, частиц масло-, жиро- и нефтепродуктов) осуществля­ется :

  • процеживанием;
  • отстаиванием;
  • обработкой в поле центробежных сил;
  • фильтрованием;
  • флотацией.
  • Процеживание применяют для удаления из сточной воды крупных и волокнистых выделений. Процесс реализуют на вертикальных и на­клонных решетках с шириной прозоров 15*20 мм и на волокноуловителях в виде ленточных и барабанных сит.
  • Отстаивание основано на свободном оседании (всплытии) приме­сей с плотностью, большей (меньшей) плотности воды.

Процесс отстаи­вания реализуют в песколовках, отстойниках, жироуловителях.

-Очистка сточных вод в поле центробежных сил реализуется в гидроциклонах. Механизм действия гидроциклонов аналогичен меха­низму действия газоочистных циклонов. Под действием центробежной силы, возникающей во вращающемся потоке, происходит более интенсивное отделение взвешенных частиц от потока воды.

13 стр., 6033 слов

Очистка сточных вод на предприятиях нефтегазового комплекса

... инструмента (бурового долота) Раздробленные частицы породы выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струей ... буровые насосы, манифольд, вертлюг). Оборудование для очистки бурового раствора от выбуренной породы ( ... на скважине установка пломбы с табличкой о сроках бурения скважины и название предприятия, ... для сбора отработанных жидкостей, источник воды. После принятия установки от монтажников ...

  • Фильтрование используют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей как на начальной, так и конечной стадиях очистки.

Часто используют зернистые фильтры из несвязанных или связанных между собой частиц.

В зернистых фильтрах в качестве фильтроматериала применяют кварцевый песок, дробленый шлак, гравий, антрацит и т. п.

-Флотация заключается в обволакивании частиц примесей мелкими пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду, и поднятии их на по­верхность, где образуется слой пены. В зависимости от способа образо­вания пузырьков различают флотацию пневматическую (напорную, ва­куумную),

пенную, химическую, вибрационную, биологическую, элек­трофлотацию.

На практике наибольшее распространение получила пневматическая, которая основывается на уменьшении растворимости газа в воде при снижении его давления.

При резком снижении давления происходит выделение из воды излишнего воздуха в виде пузырьков.

Если вода с атмосферным давлением направляется в камеру под вакуумом, такая флотация называется вакуумной; если из −под напора в открытую камеру, − напорной.

Флотация осуществляется во флотационных камерах.

2 .Физико-химические методы применяют для удаления из сточной воды растворимых примесей (солей тяжелых металлов, цианидов, фтори­дов и др.), а в ряде случаев и для удаления взвесей.

Как правило, физико­-химическим методам предшествует стадия очистки от взвешенных ве­ществ. Из физико-химических методов наиболее распространены электрофлотационные, коагуляционные, реагентные, ионообменные и а также метод с использованием электролиза и др.

Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях — электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

  • Электрофлотация находит широкое применение наряду с пневматической флотацией для удаления маслопродуктов и мелкодисперсных взвесей.

Она осуществляется путем пропускания через сточную воду электрического тока, возникающего между парами электродов (железные, стальные, алюминиевые).

В результате электролиза воды образуются пузырьки газа, прежде всего легкого водорода, а также кислорода, которые обволакивают частички взвесей и способствуют их быстрому всплытию на поверхность.

Электрофлотация осуществляется в электрофлотационных установках.

  • Коагуляция — это физико-химический процесс укрупнения мель­чайших коллоидных и диспергированных частиц под действием сил мо­лекулярного

притяжения. В качестве веществ-коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа (II) и др.

В результате коагулирования устраняется мутность воды.

16 стр., 7634 слов

Экология» : «Сточные воды и их очистка

... общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения. Раздельные системы состоят из ... веществ, по степени агрессивности и т.д. Состав производственных сточных вод колеблется в значительных пределах, что вызывает необходимость тщательного обоснования выбора надежного и эффективного метода очистки ...

В качестве веществ − коагулянтов применяют алюминийсодержащие вещества, хлорид железа, сульфат железа и др.

Коагуляция осуществляется посредством перемешивания воды с коагулянтами в камерах, откуда вода направляется в отстойники, где хлопья отделяются отстаиванием. Необходимые для коагулирования ионы алюминия или железа иногда получают электрохимическим путем.

-Сущность реагентного метода заключается в обработке сточных вод химическими веществами — реагентами, которые, вступая в химиче­скую реакцию с растворенными токсичными примесями, образуют не­токсичные или нерастворимые соединения. Последние затем могут быть удалены одним из описанных выше методов удаления взвесей и освет­ления воды. Этот метод находит применение для очистки сточных вод от солей металлов, цианидов, хлоридов, фторидов и т.д.

Разновидностью реагентного метода является процесс нейтрализации сточных вод.

-Ионообменная очистка заключается в пропускании сточных вод через ионообменные смолы, которые подразделяются на катионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену катионы (чаще всего водо­рода Н+), и анионитовые, имеющие подвижные и способные к обмену анионы (чаще всего гидроксильную группу ОН ).

При прохождении сточной воды через смолу подвижные ионы смолы заменяются на ионы соответствующего знака токсичных примесей.

-Биологическая очистка широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Биологическим путем очищаются многие виды органических соединений городских и производственных сточных вод.

Биологическую очистку ведут или в естествен­ных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пру­ды), или в специальных сооружениях: аэротенках, биофильтрах, биологических прудах.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

Аэротенки представляют собой открытые резервуары с системой коридоров, через которые медленно протекают сточные воды, смешанные с актив­ным илом, который затем отделяется от воды в отстойниках.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Биофильтр — это сооружение, заполненное загрузочным (крупнозернистым) материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается био­логическая пленка, состоящая из прикрепленных форм микроорганизмов.

4.Заключение

Одна из наиважнейших нынешних задач человечества – охрана природы, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.

16 стр., 7577 слов

Биологическая очистка сточных вод

... воды. Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода ... веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами ...

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Миру нужна устойчивая практика управления водными ресурсами, однако мы еще недостаточно быстрыми темпами движемся в правильном направлении. Китайская пословица гласит: «Если мы не изменим курс, то можем прийти туда, куда направляемся». Если не изменить направление движения, многие районы будут по-прежнему испытывать нехватку воды, многие люди будут по-прежнему страдать, будут продолжаться конфликты из-за воды и новые площади ценных сильно увлажненных земель будут уничтожены.

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

5.Список используемой литературы:

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/metodyi-i-sredstva-zaschityi-gidrosferyi-ot-proizvodstvennyih-zagryazneniy/

1. А. О. Селиванов. Изменчивая гидросфера Земли. Москва, Знание, 1990.

2. Ю. В. Новиков. Экология, окружающая среда и человек. Москва, Фаир, 1999.

3. Алферова А.А., Нечаев А.П. «Замкнутые системы водного хозяйствапромышленных предприятий, комплексов и районов» Москва: Стройиздат, 1987 г. 4. Хотунцев Ю.Л. «Человек, технологии, окружающая среда» Москва:Устойчивый мир, 2001 г.

5. Константинов В.М. Охрана природы – М.: Академия, 2000, с. 75-99.

6. «Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков» Под

редакцией Соколова В.Н. Москва: Стройиздат, 1992 г.

7. Пузанова Т. А. Экология. Экономика, 2010.

8. Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. – М.: Академия, 2001, с. 58-76.

9. Проблемы охраны окружающей природной среды и природопользования/Под ред. Буркова Н.А., Ширяева В.В.- Киров, 1998, с. 98-118

10.

Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. «Предельно допустимые концентрациихимических веществ в окружающей среде» Ленинград: Химия, 1987 г.